JP4130444B2 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply Download PDF

Info

Publication number
JP4130444B2
JP4130444B2 JP2005062958A JP2005062958A JP4130444B2 JP 4130444 B2 JP4130444 B2 JP 4130444B2 JP 2005062958 A JP2005062958 A JP 2005062958A JP 2005062958 A JP2005062958 A JP 2005062958A JP 4130444 B2 JP4130444 B2 JP 4130444B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
switching element
capacitor
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005062958A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006246686A (en
Inventor
勝夫 櫻井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Digital Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Solutions Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2005062958A priority Critical patent/JP4130444B2/en
Publication of JP2006246686A publication Critical patent/JP2006246686A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4130444B2 publication Critical patent/JP4130444B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、計測器用の電源装置に関し、特に、入力電圧範囲の広い電力量計用に好適なスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for a measuring instrument, and more particularly to a switching power supply device suitable for a watt-hour meter having a wide input voltage range.

従来、計測器用の電源装置として、スイッチング電源装置が知られている。図2は、従来のスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。このスイッチング電源装置は、大きく分けると、入力される交流を直流に変換する整流平滑部、トランスT1の1次側に配置された1次側回路およびトランスT1の2次側に配置された2次側回路から構成されている。   Conventionally, a switching power supply device is known as a power supply device for a measuring instrument. FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of a conventional switching power supply device. This switching power supply device is roughly divided into a rectifying / smoothing unit that converts input alternating current into direct current, a primary circuit disposed on the primary side of the transformer T1, and a secondary disposed on the secondary side of the transformer T1. It consists of a side circuit.

整流平滑部は、入力端子P0〜P3、フィルタ11、整流回路12およびコンデンサC1から構成されている。入力端子P0〜P3は、入力された単相、三相または中性線を有する三相交流電力をフィルタ11に送る。フィルタ11は、入力端子P0〜P3から入力された交流電力からノイズを除去し、整流回路12に送る。   The rectifying / smoothing unit includes input terminals P0 to P3, a filter 11, a rectifying circuit 12, and a capacitor C1. The input terminals P <b> 0 to P <b> 3 send the input three-phase AC power having a single-phase, three-phase, or neutral wire to the filter 11. The filter 11 removes noise from the AC power input from the input terminals P0 to P3 and sends the noise to the rectifier circuit 12.

整流回路12は、8個の整流ダイオードD1〜D8から構成されており、フィルタ11からの交流電力を全波整流する。この整流回路12の出力端子間にはコンデンサC1が接続されている。このコンデンサC1は、整流回路12からの全波整流された脈流を含む直流を平滑化する。このコンデンサC1の両端電圧が1次側回路の直流入力電圧として使用される。   The rectifier circuit 12 is composed of eight rectifier diodes D1 to D8, and full-wave rectifies the AC power from the filter 11. A capacitor C <b> 1 is connected between the output terminals of the rectifier circuit 12. The capacitor C <b> 1 smoothes the direct current including the full-wave rectified pulsating current from the rectifier circuit 12. The voltage across the capacitor C1 is used as the DC input voltage for the primary circuit.

1次側回路は、主スイッチング素子Q2、抵抗R10、抵抗R12、制御回路13、起動回路14、入力検出回路19および整流平滑回路20から構成されている。   The primary side circuit includes a main switching element Q2, a resistor R10, a resistor R12, a control circuit 13, a starting circuit 14, an input detection circuit 19, and a rectifying / smoothing circuit 20.

主スイッチング素子Q2は、例えばNチャネルMOSFET(以下、単に「MOSFET」という)から構成されており、そのドレインは1次巻線N1を介してコンデンサC1の正極端子に接続され、ソースは電流検出抵抗R12を介してコンデンサC1の負極端子に接続され、ゲートは制御回路13に接続されている。また、このMOSFETのソース−ゲート間には、抵抗R10が接続されている。電流検出抵抗R12は、主スイッチング素子Q2のソース−ドレイン間に流れる電流を検出するために設けられており、ソースに流れる電流の一部I−SENCEを制御回路13に送る。なお、電流検出抵抗R12は、必要に応じて挿入される。   The main switching element Q2 is composed of, for example, an N-channel MOSFET (hereinafter simply referred to as “MOSFET”), its drain is connected to the positive terminal of the capacitor C1 via the primary winding N1, and its source is a current detection resistor. The gate of the capacitor C1 is connected to the control circuit 13 through R12. A resistor R10 is connected between the source and gate of the MOSFET. The current detection resistor R12 is provided to detect a current flowing between the source and drain of the main switching element Q2, and sends a part of the current I-SENSE flowing to the source to the control circuit 13. The current detection resistor R12 is inserted as necessary.

制御回路13は、フライバックレギュレータのPWM(Pulse Width Modulation)制御回路やドライブ回路を含み、主スイッチング素子Q2のオン/オフを制御する。すなわち、制御回路13は、2次側回路からフィードバックされる出力電圧に応じたパルス幅を有する信号F−DRVを生成して主スイッチング素子Q2のゲートに送り、主スイッチング素子Q2をオン/オフさせてPWM制御を行う。この制御回路13は、コンデンサC1の正極端子に接続された起動回路14から供給される電圧により起動される。起動回路14は、直列に接続された抵抗R1、R2およびR3から構成されている。   The control circuit 13 includes a PWM (Pulse Width Modulation) control circuit and a drive circuit of a flyback regulator, and controls on / off of the main switching element Q2. That is, the control circuit 13 generates a signal F-DRV having a pulse width corresponding to the output voltage fed back from the secondary side circuit, and sends the signal F-DRV to the gate of the main switching element Q2 to turn on / off the main switching element Q2. To perform PWM control. The control circuit 13 is activated by the voltage supplied from the activation circuit 14 connected to the positive terminal of the capacitor C1. The starting circuit 14 is composed of resistors R1, R2 and R3 connected in series.

制御回路13の電源VCCは、整流平滑回路20から供給される。整流平滑回路20は、トランスT1の補助巻線(3次巻線)N4の一端にアノードが接続されたダイオードD13、補助巻線N4の他端に一端が接続された抵抗R15、およびダイオードD13のカソードと抵抗R15の他端との間に接続されたコンデンサC8から構成されている。コンデンサC8の両端電圧が、制御回路13の電源VCCとして該制御回路13に供給される。   The power supply VCC of the control circuit 13 is supplied from the rectifying / smoothing circuit 20. The rectifying / smoothing circuit 20 includes a diode D13 having an anode connected to one end of an auxiliary winding (tertiary winding) N4 of the transformer T1, a resistor R15 having one end connected to the other end of the auxiliary winding N4, and a diode D13. The capacitor C8 is connected between the cathode and the other end of the resistor R15. The voltage across the capacitor C8 is supplied to the control circuit 13 as the power supply VCC for the control circuit 13.

入力検出回路19は、コンデンサC1の両端間に直列接続された入力検出用の分割抵抗R8およびR9、抵抗R9に並列に接続されたコンデンサC3、抵抗R8と抵抗R9の接続点にリファレンス端子が接続されたシャントレギュレータIC1、シャントレギュレータIC1のカソードに一端が接続された抵抗R11、この抵抗R11の他端と電源VCCとの間に接続された抵抗R13、この抵抗R13の両端に入力端子(フォトダイオード)が接続されたフォトカプラDS1、およびフォトカプラDS1の出力端子(フォトトランジスタ)に接続された抵抗R14から構成されている。   In the input detection circuit 19, a reference terminal is connected to a connection point between the input detection division resistors R8 and R9 connected in series between both ends of the capacitor C1, a capacitor C3 connected in parallel to the resistor R9, and the resistors R8 and R9. The shunt regulator IC1, the resistor R11 having one end connected to the cathode of the shunt regulator IC1, the resistor R13 connected between the other end of the resistor R11 and the power supply VCC, and input terminals (photodiodes at both ends of the resistor R13). ) And a resistor R14 connected to the output terminal (phototransistor) of the photocoupler DS1.

また、2次側回路は、出力回路30、出力検出回路31およびフォトカプラDS2から構成されている。出力回路30は、2次巻線N3の一端にアノードが接続されたダイオードD12、ダイオードD12のカソードと2次巻線N3の他端との間に接続されたコンデンサC5およびC6、ダイオードD12のカソードに一端が接続されたインダクタL2およびインダクタL2の他端と2次巻線N3の他端との間に接続されたコンデンサC7から構成されている。このコンデンサC7の両端に出力端子が設けられている。   The secondary side circuit includes an output circuit 30, an output detection circuit 31, and a photocoupler DS2. The output circuit 30 includes a diode D12 having an anode connected to one end of the secondary winding N3, capacitors C5 and C6 connected between the cathode of the diode D12 and the other end of the secondary winding N3, and a cathode of the diode D12. And the capacitor L7 connected between the other end of the inductor L2 and the other end of the secondary winding N3. Output terminals are provided at both ends of the capacitor C7.

出力検出回路31は、コンデンサC6の両端の電圧を検出する。この出力検出回路31で検出された電圧は、フォトカプラDS2を介して1次側の制御回路13にフィードバックされ、PWM制御に使用される。   The output detection circuit 31 detects the voltage across the capacitor C6. The voltage detected by the output detection circuit 31 is fed back to the control circuit 13 on the primary side via the photocoupler DS2 and used for PWM control.

上記のように構成されるスイッチング電源装置の通常の動作を説明する。入力端子P0〜P3に入力された電圧は、整流回路12によって全波整流され、コンデンサC1を介して1次側回路に供給される。   The normal operation of the switching power supply configured as described above will be described. The voltage input to the input terminals P0 to P3 is full-wave rectified by the rectifier circuit 12, and is supplied to the primary side circuit via the capacitor C1.

具体的には、コンデンサC1の両端電圧は、トランスT1の1次巻線N1、主スイッチング素子Q2および抵抗R12からなる直列回路に印加される。この状態で、主スイッチング素子Q2が制御回路13からの信号F−DRVに応じてスイッチング動作することにより、出力回路30から所望の出力が得られる。   Specifically, the voltage across the capacitor C1 is applied to a series circuit including the primary winding N1, the main switching element Q2, and the resistor R12 of the transformer T1. In this state, the main switching element Q2 performs a switching operation according to the signal F-DRV from the control circuit 13, whereby a desired output is obtained from the output circuit 30.

また、このスイッチング電源装置では、起動のために制御回路13に電力を供給する必要があることから、コンデンサC1の正極端子から起動回路14を介して制御回路13に電力が供給される。この場合、起動回路14の抵抗値は、最低入力電圧でも制御回路13を起動できるように設定されるため、例えば電力量計用のスイッチング電源装置のように入力電圧の範囲が広い装置では、入力電圧が高いときに起動回路14における電力損失が大きくなり、効率が大きく低下する。入力電圧は、例えば、AC100V±10%定格の機器ではAC90〜110Vを平滑した約100V〜156V、AC100−240V±15%定格の機器で約93〜390Vとなる。   Further, in this switching power supply device, since it is necessary to supply power to the control circuit 13 for startup, power is supplied from the positive terminal of the capacitor C1 to the control circuit 13 via the startup circuit 14. In this case, since the resistance value of the starting circuit 14 is set so that the control circuit 13 can be started even at the lowest input voltage, for example, in a device having a wide input voltage range such as a switching power supply device for a watt-hour meter, When the voltage is high, the power loss in the starting circuit 14 becomes large, and the efficiency is greatly reduced. The input voltage is, for example, about 100V to 156V obtained by smoothing AC90 to 110V in a device rated for AC100V ± 10%, and about 93 to 390V for a device rated for AC100-240V ± 15%.

一方、計測器の入力電圧の範囲としては、単相/三相、100−240V、更に単一故障などの条件を考慮に入れて平滑電圧換算で39V〜880Vと規定されている。例えば起動に1mAを必要とした場合、起動に必要な電圧を10Vとすると、起動抵抗で消費する電力の最大値は、AC100V±10%定格の機器では、「1562/((100−10)/1mA)=270mW」、AC100−240V±15%定格の機器では、「3902/((93−10)/1mA)=1.83W」となる。また、計測器では、「8802/((39−10)/1mA)=26.7W」となり、AC100V±10%定格の機器と比較すると、100倍近い電力損失となる。 On the other hand, the input voltage range of the measuring instrument is defined as 39 V to 880 V in terms of smooth voltage in consideration of conditions such as single phase / three phases, 100-240 V, and a single failure. For example, if 1 mA is required for startup and the voltage required for startup is 10 V, the maximum value of power consumed by the startup resistor is “156 2 / ((100−10)) for devices rated at AC 100 V ± 10%. / 1 mA) = 270 mW ”, and for a device rated at AC 100−240 V ± 15%,“ 390 2 / ((93−10) / 1 mA) = 1.83 W ”. Further, in the measuring instrument, “880 2 / (( 39−10) / 1 mA) = 26.7 W”, which is nearly 100 times the power loss as compared with a device rated for AC 100 V ± 10%.

このような問題を解消する技術として、起動時のみ起動抵抗に電流を流し、それ以外は切り離す回路を備えたスイッチング電源装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a technique for solving such a problem, there is known a switching power supply device including a circuit that allows a current to flow through a starting resistor only at the time of starting and disconnects the rest (for example, see Patent Document 1).

このスイッチング電源装置は、入力側の1次巻線と出力側の2次巻線とを備える変圧器と、1次巻線と直列に接続され、1次巻線への給電を入切する主スイッチング素子と、この主スイッチ素子の入切動作を制御するRCC制御回路と、スイッチング電源装置の起動時に、主スイッチング素子をオン動作させるため、主スイッチング素子に電圧を印加する起動回路とを備える。   This switching power supply device includes a transformer including an input-side primary winding and an output-side secondary winding, and is connected in series with the primary winding to turn on and off the power supply to the primary winding. A switching element, an RCC control circuit that controls the on / off operation of the main switch element, and an activation circuit that applies a voltage to the main switching element to turn on the main switching element when the switching power supply device is activated.

スイッチング電源装置は、起動回路に直列に接続され、起動回路への給電を入切するスイッチ回路と、2次巻線からの出力電圧が所定電圧に達したことを検知する出力電圧検知回路と、この出力電圧検知回路の検知に基づいて、起動回路への給電をオフにするようにスイッチ回路を制御するスイッチ制御回路とを備えている。   The switching power supply device is connected in series to the starter circuit, switches the power supply to the starter circuit on and off, an output voltage detector circuit that detects that the output voltage from the secondary winding has reached a predetermined voltage, And a switch control circuit for controlling the switch circuit so as to turn off the power supply to the starting circuit based on the detection of the output voltage detection circuit.

このスイッチング電源装置によれば、主スイッチング素子のオン・オフ(入切)動作を制御する回路に影響を与えることなく、起動後に起動回路の消費電力を抑えることができる。
特開2003−111397号公報
According to this switching power supply device, the power consumption of the startup circuit can be suppressed after startup without affecting the circuit that controls the on / off (on / off) operation of the main switching element.
JP 2003-1111397 A

しかしながら、上述した特許文献1に開示されたスイッチング電源装置は、起動時のみ起動抵抗に電流を流し、それ以外は切り離す回路を実現するためには、切り離し用のスイッチ素子を別途設ける必要があり、コスト高を招くという問題がある。   However, the switching power supply device disclosed in Patent Literature 1 described above requires a separate switching element to realize a circuit that allows a current to flow through the starting resistor only at the time of starting, and to disconnect the rest. There is a problem of incurring high costs.

また、上述した従来のスイッチング電源装置では、主スイッチング素子Q2のドレイン−ソース間には、フライバックレギュレータであるため、下式(1)で示す電圧Vds(Q2)が印加される。   Further, in the above-described conventional switching power supply device, a voltage Vds (Q2) represented by the following equation (1) is applied between the drain and source of the main switching element Q2 because it is a flyback regulator.

Vds(Q2)≒コンデンサC1の両端電圧+出力電圧*N1/N3・・・(1)
ここで、N1/N3はトランスT1の巻数比である。
Vds (Q2) ≒ voltage across capacitor C1 + output voltage * N1 / N3 (1)
Here, N1 / N3 is a turns ratio of the transformer T1.

トランスT1の巻数比はある程度の調整が可能であるが、一般的には、電圧Vds(Q2)は、コンデンサC1の両端電圧の1.5〜2倍程度となる。これを計測器の仕様として用いられる電圧39V〜880Vで考えると、主スイッチング素子Q2には1500V以上の耐圧が必要になるので、現状発売されている素子では選択肢が狭くなる。   Although the turns ratio of the transformer T1 can be adjusted to some extent, in general, the voltage Vds (Q2) is about 1.5 to 2 times the voltage across the capacitor C1. Considering this as a voltage of 39V to 880V used as the specification of the measuring instrument, the main switching element Q2 requires a withstand voltage of 1500V or more, so the options currently available are narrow.

また、上述した従来のスイッチング電源装置では、出力を保持できなくなる前にPOWER FAIL信号を出力する必要があるために、入力検出回路19によって、コンデンサC1の両端電圧(入力を全波整流した電圧)を検出している。従って、コンデンサC1の両端電圧を検出するための抵抗R8およびR9によって電力を消費するので、起動回路14程ではないが、電力損失が大きくなり、また、電圧印加による安全性を考慮すると、多くの沿面距離が必要になるので、実装面積が大きくなってしまうという問題がある。   Further, in the above-described conventional switching power supply device, since it is necessary to output the POWER FAIL signal before the output cannot be held, the voltage across the capacitor C1 (the voltage obtained by full-wave rectifying the input) by the input detection circuit 19 Is detected. Therefore, since power is consumed by the resistors R8 and R9 for detecting the voltage across the capacitor C1, the power loss becomes large, but not as much as the starter circuit 14, and in consideration of safety due to voltage application, Since a creepage distance is required, there is a problem that a mounting area becomes large.

本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、主スイッチング素子の選択肢を広げることができるとともに、消費電力を小さくできる低コストで小型化が可能なスイッチング電源装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the problem is that a switching power supply device that can expand the choices of main switching elements and can reduce power consumption and can be reduced in size at low cost. Is to provide.

第1の発明に係るスイッチング電源装置は、上記課題を達成するために、トランスの1次巻線に直列に接続された主スイッチング素子と、主スイッチング素子をスイッチングさせてPWM制御を行う制御回路とを備えたスイッチング電源装置であって、入力された直流電流が起動抵抗と整流素子とを流れることにより発生された電圧によってオンする第1スイッチング素子、主電極が起動抵抗と整流素子との接続点に接続された第2スイッチング素子を含む起動回路と、第1スイッチング素子に直列に接続されたコンデンサを有し、第1スイッチング素子をスイッチングさせることにより、電源から入力された直流電圧より低い直流電圧をコンデンサに出力する降圧チョッパ回路とを備え、電源が投入されると、起動抵抗を介して第1スイッチング素子がオンしてコンデンサに電荷が充電され、制御回路は、コンデンサの両端電圧が制御回路の起動に必要な電圧に達した時に動作を開始し、第2スイッチング素子をオンさせて起動抵抗により第1スイッチング素子がオンするのを停止させ、第1スイッチング素子の制御電極に印加される制御信号により第1スイッチング素子がスイッチング動作を開始することにより降圧チョッパ回路から出力される電圧が印加される主スイッチング素子をスイッチングさせてPWM制御を行うことを特徴とする。 To achieve the above object, a switching power supply according to a first aspect of the present invention includes a main switching element connected in series to a primary winding of a transformer, a control circuit that performs PWM control by switching the main switching element, and a switching power supply apparatus having a connection of the first switching element input DC current is turned on by the generated voltage by flowing a starting resistor and the rectifying device, the main electrode is starting resistor and the rectifying device A starting circuit including a second switching element connected to the point, and a capacitor connected in series to the first switching element, and switching the first switching element , thereby lowering the direct current voltage lower than the direct current voltage input from the power source. and a step-down chopper circuit which outputs a voltage to the capacitor, when the power is turned on, the first switch via the starting resistor Charges the capacitor ring element is turned on is charged, the control circuit starts operating when the voltage across the capacitor reaches the voltage required to start the control circuit, the starting resistor by turning on the second switching element The first switching element is stopped from being turned on, and the voltage output from the step-down chopper circuit is applied when the first switching element starts the switching operation by the control signal applied to the control electrode of the first switching element. The PWM control is performed by switching the main switching element.

第2の発明に係るスイッチング電源装置は、第1の発明に係るスイッチング電源装置において、スイッチング素子および主スイッチング素子は、NチャネルMOSFETから成り、降圧チョッパ回路は、直流が入力される端子間に配置され、且つ、スイッチング素子、コンデンサおよびインダクタの順で直列に接続された直列回路を含み、主スイッチング素子のソースは、コンデンサとインダクタとの接続点に接続されていることを特徴とする。   A switching power supply according to a second invention is the switching power supply according to the first invention, wherein the switching element and the main switching element are formed of N-channel MOSFETs, and the step-down chopper circuit is disposed between terminals to which direct current is input. And a series circuit in which a switching element, a capacitor, and an inductor are connected in series in this order, and a source of the main switching element is connected to a connection point between the capacitor and the inductor.

第3の発明に係るスイッチング電源装置は、第1または第2の発明に係るスイッチング電源装置において、降圧チョッパ回路の出力電圧を抵抗分割することにより得られる電圧に基づいて入力電圧の低下による出力電圧の低下を検出する入力検出回路を備えたことを特徴とする。   A switching power supply according to a third aspect of the present invention is the switching power supply according to the first or second aspect of the invention, wherein the output voltage due to a decrease in the input voltage based on the voltage obtained by resistance-dividing the output voltage of the step-down chopper circuit. An input detection circuit for detecting a decrease in the frequency is provided.

第1の発明に係るスイッチング電源装置によれば、起動回路での電力損失を少なくするために起動回路に使用されるスイッチング素子と、降圧チョッパ回路でスイッチングさせるために使用されるスイッチング素子とを兼用するように構成したので、起動回路での電力損失を少なくできるとともに、そのために使用する素子数を減らすことができる。   According to the switching power supply device according to the first aspect of the invention, the switching element used in the starting circuit for reducing power loss in the starting circuit and the switching element used for switching in the step-down chopper circuit are combined. Since it was comprised so that the power loss in a starting circuit can be reduced, the number of elements used for it can be reduced.

また、主スイッチング素子に降圧チョッパ回路の出力である低い電圧が印加されるように構成し、この主スイッチング素子をスイッチングさせてPWM制御するように構成したので、入力電圧が高い場合であっても、主スイッチング素子として耐圧の低いものを使用することができる。その結果、入力電圧範囲が広い電力量計であっても、耐圧の低い汎用の素子を使用することができ、素子の選択肢が広がる。   In addition, since the main switching element is configured to be applied with a low voltage, which is the output of the step-down chopper circuit, and is configured to perform PWM control by switching the main switching element, even when the input voltage is high A main switching element having a low withstand voltage can be used. As a result, even if the watt-hour meter has a wide input voltage range, a general-purpose element having a low withstand voltage can be used, and the choice of elements can be expanded.

また、第2の発明に係るスイッチング電源装置によれば、スイッチング素子および主スイッチング素子をNチャネルMOSFETから構成し、降圧チョッパ回路は、直流が入力される端子間に配置された、スイッチング素子、コンデンサおよびインダクタの順で直列に接続された直列回路から構成し、つまり、降圧チョッパ回路の通常の構成からインダクタとコンデンサを入れ替えるように構成し、主スイッチング素子のソースは、コンデンサとインダクタとの接続点に接続したので、スイッチング素子および主スイッチング素子であるNチャネルのMOSFETのソース電位を安定させることができる。その結果、スイッチング素子を制御する降圧チョッパ回路と主スイッチング素子を制御する制御回路をフォトカプラ、パルストランスなどといった素子を使用しないで共通化することができる。これにより、部品点数も減らすことができる。   According to the switching power supply device according to the second aspect of the present invention, the switching element and the main switching element are composed of N-channel MOSFETs, and the step-down chopper circuit is arranged between the terminals to which direct current is input. And the series circuit connected in series in the order of the inductor, that is, the inductor and the capacitor are replaced from the normal configuration of the step-down chopper circuit, and the source of the main switching element is the connection point between the capacitor and the inductor Therefore, the source potential of the N-channel MOSFET which is the switching element and the main switching element can be stabilized. As a result, the step-down chopper circuit that controls the switching element and the control circuit that controls the main switching element can be shared without using elements such as a photocoupler and a pulse transformer. Thereby, the number of parts can also be reduced.

また、第3の発明に係るスイッチング電源装置によれば、入力検出回路において、入力電圧の低下による出力電圧の低下の検出は、降圧チョッパ回路の出力電圧を抵抗分割することにより得られる電圧に基づいて行うように構成したので、入力電圧の低下を検出する際、入力電圧を直接監視せずに検出することができる。その結果、入力検出回路における電力損失を低減でき、また、低電圧で入力電圧を検出できるので部品の実装が容易になるとともに小型化が可能になる。   According to the switching power supply device of the third invention, in the input detection circuit, the detection of the decrease in the output voltage due to the decrease in the input voltage is based on the voltage obtained by dividing the output voltage of the step-down chopper circuit by resistance. Therefore, when detecting a decrease in input voltage, the input voltage can be detected without directly monitoring. As a result, the power loss in the input detection circuit can be reduced, and the input voltage can be detected with a low voltage, so that mounting of components is facilitated and the size can be reduced.

以下、本発明の実施例に係るスイッチング電源装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a switching power supply according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

なお、以下では、背景技術の欄で説明した従来のスイッチング電源装置の構成と同一または相当する部分には、背景技術の欄で使用した符号と同一の符号を付して説明する。   In the following description, parts that are the same as or equivalent to the configuration of the conventional switching power supply device described in the background art section are denoted by the same reference numerals as those used in the background art section.

図1は、本発明に係るスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。このスイッチング電源装置は、大きく分けると、入力される交流を直流に変換する整流平滑部、トランスT2の1次側に配置された1次側回路およびトランスT2の2次側に配置された2次側回路から構成されている。   FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a switching power supply device according to the present invention. This switching power supply device is roughly divided into a rectifying / smoothing unit that converts input alternating current into direct current, a primary circuit disposed on the primary side of the transformer T2, and a secondary disposed on the secondary side of the transformer T2. It consists of a side circuit.

トランスT2は、1次巻線N1、この1次巻線N1に結合する2次巻線N3、1次巻線N1に結合する3次巻線N2を有する。   The transformer T2 has a primary winding N1, a secondary winding N3 coupled to the primary winding N1, and a tertiary winding N2 coupled to the primary winding N1.

整流平滑部は、入力端子P0〜P3、フィルタ11、整流回路12およびコンデンサC1から構成されている。入力端子P0〜P3は、入力された単相、三相または中性線を有する三相交流電力をフィルタ11に送る。フィルタ11は、入力端子P0〜P3から入力された交流電力からノイズを除去し、整流回路12に送る。整流回路12は、8個の整流ダイオードD1〜D8から構成されており、フィルタ11からの交流電力を全波整流する。この整流回路12の出力端子間にはコンデンサC1が接続されている。このコンデンサC1は、整流回路12からの全波整流された脈流を含む直流を平滑化する。このコンデンサC1の両端電圧が1次側回路の直流入力電圧として使用される。   The rectifying / smoothing unit includes input terminals P0 to P3, a filter 11, a rectifying circuit 12, and a capacitor C1. The input terminals P <b> 0 to P <b> 3 send the input three-phase AC power having a single-phase, three-phase, or neutral wire to the filter 11. The filter 11 removes noise from the AC power input from the input terminals P0 to P3 and sends the noise to the rectifier circuit 12. The rectifier circuit 12 is composed of eight rectifier diodes D1 to D8, and full-wave rectifies the AC power from the filter 11. A capacitor C <b> 1 is connected between the output terminals of the rectifier circuit 12. The capacitor C <b> 1 smoothes the direct current including the full-wave rectified pulsating current from the rectifier circuit 12. The voltage across the capacitor C1 is used as the DC input voltage for the primary circuit.

1次側回路は、主スイッチング素子Q2、抵抗R10、抵抗R12、制御回路13a、起動回路14a、降圧チョッパ回路15、降圧チョッパ制御回路16、VCC電圧検出回路17、整流平滑回路18および入力検出回路19から構成されている。   The primary side circuit includes a main switching element Q2, a resistor R10, a resistor R12, a control circuit 13a, a starting circuit 14a, a step-down chopper circuit 15, a step-down chopper control circuit 16, a VCC voltage detection circuit 17, a rectification smoothing circuit 18, and an input detection circuit. 19.

主スイッチング素子Q2は、例えばMOSFETから構成されており、そのドレインはトランスT2の1次巻線N1を介して降圧チョッパ回路15の内部のコンデンサC2の正極端子に接続され、ソースは電流検出抵抗R12を介してコンデンサC2の負極端子に接続され、ゲートは制御回路13aに接続されている。また、このMOSFETのソース−ゲート間には、抵抗R10が接続されている。電流検出抵抗R12は、主スイッチング素子Q2のソース−ドレイン間に流れる電流を検出するために設けられており、ソースに流れる電流の一部I−SENCEを制御回路13aに送る。なお、電流検出抵抗R12は、必要に応じて挿入される。   The main switching element Q2 is composed of, for example, a MOSFET, and its drain is connected to the positive terminal of the capacitor C2 inside the step-down chopper circuit 15 via the primary winding N1 of the transformer T2, and its source is the current detection resistor R12. The gate of the capacitor C2 is connected to the control circuit 13a. A resistor R10 is connected between the source and gate of the MOSFET. The current detection resistor R12 is provided to detect a current flowing between the source and drain of the main switching element Q2, and sends a part of the current I-SENSE flowing to the source to the control circuit 13a. The current detection resistor R12 is inserted as necessary.

制御回路13aは、フライバックレギュレータのPWM制御回路やドライブ回路を含み、主スイッチング素子Q2のオン/オフを制御する。すなわち、制御回路13aは、2次側回路からフィードバックされる出力電圧に応じたパルス幅を有する信号F−DRVを生成して主スイッチング素子Q2のゲートに送り、主スイッチング素子Q2をオン/オフさせてPWM制御を行う。この制御回路13aは、起動回路14aから供給される電源VCCにより起動される。   The control circuit 13a includes a PWM control circuit and a drive circuit of a flyback regulator, and controls on / off of the main switching element Q2. That is, the control circuit 13a generates a signal F-DRV having a pulse width corresponding to the output voltage fed back from the secondary side circuit and sends it to the gate of the main switching element Q2 to turn on / off the main switching element Q2. To perform PWM control. The control circuit 13a is activated by the power supply VCC supplied from the activation circuit 14a.

起動回路14aは、起動用のドロッパ回路として機能し、起動抵抗R4、ダイオードD9、抵抗R5、抵抗R6、抵抗R7、トランジスタQ3およびトランジスタQ1から構成されている。トランジスタQ1は、例えばMOSFETから構成されている。トランジスタQ1のゲートは、降圧チョッパ制御回路16の出力端子に接続されるとともに、ダイオードD9のカソードに接続されている。ダイオードD9のアノードは、起動抵抗R4を介してコンデンサC1の正極端子に接続されている。また、トランジスタQ1のドレインはコンデンサC1の正極端子に接続され、ソースは制御回路13aの電源端子に接続されている。   The startup circuit 14a functions as a startup dropper circuit, and includes a startup resistor R4, a diode D9, a resistor R5, a resistor R6, a resistor R7, a transistor Q3, and a transistor Q1. The transistor Q1 is composed of, for example, a MOSFET. The gate of the transistor Q1 is connected to the output terminal of the step-down chopper control circuit 16 and to the cathode of the diode D9. The anode of the diode D9 is connected to the positive terminal of the capacitor C1 via the starting resistor R4. The drain of the transistor Q1 is connected to the positive terminal of the capacitor C1, and the source is connected to the power supply terminal of the control circuit 13a.

このトランジスタQ1のソースに接続されている方を正極(VCC)とし、インダクタL1に接続されている方を負極(VEE)とするコンデンサC2の両端電圧が電源として制御回路13aに供給される。   The voltage across the capacitor C2 having the positive electrode (VCC) connected to the source of the transistor Q1 and the negative electrode (VEE) connected to the inductor L1 is supplied to the control circuit 13a as a power source.

また、トランジスタQ3は、例えばNPNトランジスタから構成されており、そのコレクタは抵抗R5を介して起動抵抗R4とダイオードD9の接続点に接続され、エミッタは負極VEEに接続されている。また、トランジスタQ3のベースは、正極VCCと負極VEEとの間に設けられ、直列に接続された抵抗R6と抵抗R7との接続点に接続されている。このトランジスタQ3のベースには、該トランジスタQ3をオフさせるための信号D−OFFが制御回路13aから供給される。   The transistor Q3 is composed of, for example, an NPN transistor, and its collector is connected to a connection point between the starting resistor R4 and the diode D9 via the resistor R5, and its emitter is connected to the negative electrode VEE. The base of the transistor Q3 is provided between the positive electrode VCC and the negative electrode VEE, and is connected to a connection point between the resistor R6 and the resistor R7 connected in series. A signal D-OFF for turning off the transistor Q3 is supplied from the control circuit 13a to the base of the transistor Q3.

降圧チョッパ回路15は、トランジスタQ1、コンデンサC2、インダクタL1およびダイオードD10から構成されている。トランジスタQ1は、起動回路14と共通に使用される。トランジスタQ1のソース(正極VCC)には、コンデンサC2の正極端子が接続され、負極端子(負極VEE)は、インダクタL1を介してコンデンサC1の負極端子に接続されている。また、ダイオードD10のカソードは正極VCCに接続され、アノードはコンデンサC1の負極端子に接続されている。   The step-down chopper circuit 15 includes a transistor Q1, a capacitor C2, an inductor L1, and a diode D10. The transistor Q1 is used in common with the activation circuit 14. The source (positive electrode VCC) of the transistor Q1 is connected to the positive terminal of the capacitor C2, and the negative terminal (negative electrode VEE) is connected to the negative terminal of the capacitor C1 via the inductor L1. The cathode of the diode D10 is connected to the positive electrode VCC, and the anode is connected to the negative terminal of the capacitor C1.

降圧チョッパ制御回路16は、整流平滑回路18からの供給される直流電源によって動作し、トランジスタQ1のゲートドライブ回路として機能する。すなわち、降圧チョッパ制御回路16は、VCC電圧検出回路17から送られてくる電源VCCの電圧に応じたパルス幅を有する信号C−DRVを生成してトランジスタQ1のゲートに送り、トランジスタQ1をオン/オフさせることによりPWM制御を行う。   The step-down chopper control circuit 16 is operated by the DC power supplied from the rectifying and smoothing circuit 18 and functions as a gate drive circuit for the transistor Q1. That is, the step-down chopper control circuit 16 generates a signal C-DRV having a pulse width corresponding to the voltage of the power supply VCC sent from the VCC voltage detection circuit 17 and sends it to the gate of the transistor Q1 to turn on / off the transistor Q1. PWM control is performed by turning it off.

また、降圧チョッパ制御回路16は、スイッチング周波数を決めるクロックCLKを内部で生成するとともに、このクロックCLKを制御回路13に送る。制御回路13aは、このクロックCLKに同期してスイッチングする信号F−DRVを生成する。   In addition, the step-down chopper control circuit 16 internally generates a clock CLK that determines the switching frequency, and sends this clock CLK to the control circuit 13. The control circuit 13a generates a signal F-DRV that switches in synchronization with the clock CLK.

VCC電圧検出回路17は、正極VCCとの電位差を検出し、降圧チョッパ制御回路16に送る。整流平滑回路18は、トランスT1の補助巻線(3次巻線)N2の一端にアノードが接続されたダイオードD11、補助巻線N2の他端とダイオードD11との間に接続されたコンデンサC4から構成されている。コンデンサC4の両端電圧が、降圧チョッパ制御回路16の電源VDDとして、該降圧チョッパ制御回路16に供給される。   The VCC voltage detection circuit 17 detects the potential difference from the positive VCC and sends it to the step-down chopper control circuit 16. The rectifying / smoothing circuit 18 includes a diode D11 having an anode connected to one end of an auxiliary winding (tertiary winding) N2 of the transformer T1, and a capacitor C4 connected between the other end of the auxiliary winding N2 and the diode D11. It is configured. The voltage across the capacitor C4 is supplied to the step-down chopper control circuit 16 as the power supply VDD of the step-down chopper control circuit 16.

入力検出回路19は、コンデンサC2の両端間(正極VCCとの間)に直列接続された入力検出用の分割抵抗R8およびR9、抵抗R9に並列に接続されたコンデンサC3、抵抗R8と抵抗R9の接続点にリファレンス端子が接続されたシャントレギュレータIC1、シャントレギュレータIC1のカソードに一端が接続された抵抗R11、この抵抗R11の他端と電源VCCとの間に接続された抵抗R13、この抵抗R13の両端に入力端子(フォトダイオード)が接続されたフォトカプラDS1、およびフォトカプラDS1の出力端子(フォトトランジスタ)に接続された抵抗R14から構成されている。   The input detection circuit 19 includes input detection division resistors R8 and R9 connected in series between both ends of the capacitor C2 (between the positive VCC), a capacitor C3 connected in parallel to the resistor R9, a resistor R8, and a resistor R9. A shunt regulator IC1 having a reference terminal connected to the connection point, a resistor R11 having one end connected to the cathode of the shunt regulator IC1, a resistor R13 connected between the other end of the resistor R11 and the power supply VCC, and the resistance R13 The photocoupler DS1 has an input terminal (photodiode) connected to both ends, and a resistor R14 connected to the output terminal (phototransistor) of the photocoupler DS1.

また、2次側回路は、出力回路30、出力検出回路31およびフォトカプラDS2から構成されている。出力回路30は、2次巻線N3の一端にアノードが接続されたダイオードD12、ダイオードD12のカソードと2次巻線N3の他端との間に接続されたコンデンサC5およびC6、ダイオードD12のカソードに一端が接続されたインダクタL2およびインダクタL2の他端と2次巻線N3の他端との間に接続されたコンデンサC7から構成されている。このコンデンサC7の両端に出力端子が設けられている。   The secondary side circuit includes an output circuit 30, an output detection circuit 31, and a photocoupler DS2. The output circuit 30 includes a diode D12 having an anode connected to one end of the secondary winding N3, capacitors C5 and C6 connected between the cathode of the diode D12 and the other end of the secondary winding N3, and a cathode of the diode D12. And the capacitor L7 connected between the other end of the inductor L2 and the other end of the secondary winding N3. Output terminals are provided at both ends of the capacitor C7.

出力検出回路31は、コンデンサC6の両端の電圧を検出する。この出力検出回路31で検出された電圧は、フォトカプラDS2を介して1次側の制御回路13aに送られる。   The output detection circuit 31 detects the voltage across the capacitor C6. The voltage detected by the output detection circuit 31 is sent to the primary side control circuit 13a via the photocoupler DS2.

上記のように構成されるスイッチング電源装置の通常の動作を説明する。入力端子P0〜P3に入力された電圧は、整流回路12によって全波整流され、コンデンサC1を介して1次側回路に供給される。具体的には、コンデンサC1の両端電圧は、降圧チョッパ回路15に印加され、この降圧チョッパ回路15で所定の電圧(電源VCCの電圧)まで降圧されてコンデンサC2の両端に出力される。コンデンサC2の両端電圧は、トランスT2の1次巻線N1、主スイッチング素子Q2および抵抗R12からなる直列回路に印加される。この状態で、主スイッチング素子Q2が制御回路13aからの信号F−DRVに応じてスイッチング動作することにより、出力回路30から所望の出力が得られる。   A normal operation of the switching power supply configured as described above will be described. The voltage input to the input terminals P0 to P3 is full-wave rectified by the rectifier circuit 12 and supplied to the primary circuit via the capacitor C1. Specifically, the voltage across the capacitor C1 is applied to the step-down chopper circuit 15, and is stepped down to a predetermined voltage (voltage of the power supply VCC) by the step-down chopper circuit 15 and output to both ends of the capacitor C2. The voltage across the capacitor C2 is applied to a series circuit composed of the primary winding N1 of the transformer T2, the main switching element Q2, and the resistor R12. In this state, the main switching element Q2 performs a switching operation according to the signal F-DRV from the control circuit 13a, whereby a desired output is obtained from the output circuit 30.

次に、スイッチング電源装置の起動時の動作を説明する。電源が投入されると、起動抵抗R4を介してトランジスタQ1のゲートに電圧が印加される。これにより、トランジスタQ1がオンしてコンデンサC2に電荷をチャージする。コンデンサC2の両端電圧は、分割抵抗R6とR7とにより抵抗分割されてトランジスタQ3のベースに供給される。これにより、コンデンサC2には、トランジスタQ3のVbeと分割抵抗R6およびR7によって決まる電圧まで充電される。これによって、制御回路13aの起動に必要な電圧が得られ、制御回路13aは起動する。 Next, the operation at the time of starting the switching power supply device will be described. When the power is turned on, gate voltage of the transistor Q1 is applied via the starting resistor R4. As a result, the transistor Q1 is turned on to charge the capacitor C2. The voltage across the capacitor C2 is divided by resistors R6 and R7 and supplied to the base of the transistor Q3. Thereby, the capacitor C2 is charged to a voltage determined by Vbe of the transistor Q3 and the dividing resistors R6 and R7. As a result, a voltage necessary for starting the control circuit 13a is obtained, and the control circuit 13a is started.

制御回路13aの起動後は、制御回路13aは、信号D−OFFをトランジスタQ3のベースに送ることによりトランジスタQ3を強制的にオンさせる。これにより、抵抗R4からの電流がトランジスタQ3を介して流れるので、トランジスタQ1のゲートには電圧が印加されない。その結果、トランジスタQ1は、降圧チョッパ制御回路16からの信号C−DRVに従ってオン/オフする。   After activation of the control circuit 13a, the control circuit 13a forcibly turns on the transistor Q3 by sending a signal D-OFF to the base of the transistor Q3. Thereby, the current from the resistor R4 flows through the transistor Q3, so that no voltage is applied to the gate of the transistor Q1. As a result, the transistor Q1 is turned on / off according to the signal C-DRV from the step-down chopper control circuit 16.

このように、トランジスタQ1は、起動時には、制御回路13aの起動に必要な電流をドレイン−ソース間に流し、起動後は通常のチョッパとしてスイッチング動作を行うので、起動抵抗R4に起因する電力損失は発生しない。   As described above, the transistor Q1 causes a current necessary for starting the control circuit 13a to flow between the drain and the source at the time of start-up, and performs a switching operation as a normal chopper after the start-up. Therefore, the power loss due to the start-up resistor R4 is Does not occur.

また、起動抵抗R4は、電圧制御素子であるMOSFETのゲート電圧を発生できればよいので、制御回路13aの起動に必要な電流に比べて格段に小さな電流で済む。従って、起動時に消費される電力を極めて小さくすることができる。また、トランジスタQ1は、降圧チョッパ回路15のスイッチング素子を兼ねているので、起動回路14aの電力損失を減らすための部品の追加は最小限とすることができる。   The starting resistor R4 only needs to be able to generate the gate voltage of the MOSFET that is the voltage control element, and therefore requires a much smaller current than the current required for starting the control circuit 13a. Therefore, the power consumed at startup can be extremely reduced. In addition, since the transistor Q1 also serves as a switching element of the step-down chopper circuit 15, the addition of components for reducing the power loss of the starting circuit 14a can be minimized.

このスイッチング電源装置が起動されると、トランスT2の2次巻線N3、ダイオードD12、コンデンサC5、コンデンサC6、インダクタL2およびコンデンサC7を介して出力が得られるとともに、トランスT2の補助巻線N2、ダイオードD11およびコンデンサC4を介して降圧チョッパ制御回路16に電力が供給される。これにより、降圧チョッパ制御回路16が動作し、以後、コンデンサC2へは、降圧チョッパ回路15から電力が供給される。   When this switching power supply device is activated, an output is obtained through the secondary winding N3 of the transformer T2, the diode D12, the capacitor C5, the capacitor C6, the inductor L2, and the capacitor C7, and the auxiliary winding N2 of the transformer T2, Electric power is supplied to the step-down chopper control circuit 16 through the diode D11 and the capacitor C4. As a result, the step-down chopper control circuit 16 operates, and thereafter, power is supplied from the step-down chopper circuit 15 to the capacitor C2.

この場合、降圧チョッパ用のトランジスタQ1を構成するMOSFETのソース−ドレイン間に印加される電圧Vdsは、原理的にコンデンサC1の両端電圧以下となるため、背景技術の欄で説明した計測器の仕様に基づき考慮すると、900〜1000V程度の耐圧の素子が要求される。   In this case, since the voltage Vds applied between the source and drain of the MOSFET constituting the transistor Q1 for the step-down chopper is theoretically equal to or lower than the voltage across the capacitor C1, the specification of the measuring instrument described in the background art section. In consideration of the above, an element having a withstand voltage of about 900 to 1000 V is required.

従って、背景技術の欄で説明した従来のスイッチング電源装置で使用される主スイッチング素子Q2に必要な耐圧より低くすることができ、スイッチング素子に選択肢の幅を広くすることができる。   Therefore, the withstand voltage required for the main switching element Q2 used in the conventional switching power supply apparatus described in the background art section can be made lower, and the range of options for the switching element can be widened.

なお、この実施例1に係るスイッチング電源装置の主スイッチング素子Q2の耐圧については、降圧チョッパ回路15によって得られるコンデンサC2の両端電圧(電源VCCの電圧)に拠るので、使用したい素子に合せて任意に設定することができる。   Note that the withstand voltage of the main switching element Q2 of the switching power supply according to the first embodiment depends on the voltage across the capacitor C2 obtained by the step-down chopper circuit 15 (the voltage of the power supply VCC). Can be set to

また、降圧チョッパ回路15の構成を、トランジスタQ1、コンデンサC2およびインダクタL1の順の直列回路としたので、降圧チョッパ用のトランジスタQ1の基準となるソースの電位と主スイッチング素子Q2の基準となるソースの電位の間は電源VCCの電圧で一定となる。これにより、各制御回路間の信号のやりとりが容易(フォトカプラやパルストランスといった絶縁素子が不要)となり回路の簡素化を図ることができる。   Further, since the step-down chopper circuit 15 is configured as a series circuit of the transistor Q1, the capacitor C2, and the inductor L1, the potential of the source serving as the reference of the transistor Q1 for the step-down chopper and the source serving as the reference of the main switching element Q2 Is constant at the voltage of the power supply VCC. This facilitates the exchange of signals between the control circuits (no need for an insulating element such as a photocoupler or a pulse transformer), and simplifies the circuit.

また、この実施例1に係るスイッチング電源装置では、スイッチング周波数を決めるクロックCLKを共通とするように構成したので、発振回路が1つで済み、また、降圧チョッパ回路のトランジスタQ1のスイッチングと主スイッチング素子Q2のスイッチングを同期させることができる。   Further, since the switching power supply according to the first embodiment is configured to share the clock CLK that determines the switching frequency, only one oscillation circuit is required, and the switching of the transistor Q1 of the step-down chopper circuit and the main switching are performed. The switching of the element Q2 can be synchronized.

さらに、スイッチング電源装置の動作可能電圧範囲の下限として、電源VCCの電圧を分割抵抗R8およびR9によって検出するように構成したので、コンデンサC1の両端電圧を検出しないで、出力が低下する前にPOWER FAIL信号を発生させることができる。   Further, since the voltage of the power supply VCC is detected by the dividing resistors R8 and R9 as the lower limit of the operable voltage range of the switching power supply device, the voltage before and after the output is lowered without detecting the voltage across the capacitor C1. A FAIL signal can be generated.

本発明は、例えば、AC−DCコンバータ等のスイッチング電源装置に適用可能である。   The present invention is applicable to a switching power supply device such as an AC-DC converter.

本発明に係るスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the switching power supply device which concerns on this invention. 従来のスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the conventional switching power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

11 フィルタ
12 整流回路
13,13a 制御回路
14,14a 起動回路
15 降圧チョッパ回路
16 降圧チョッパ制御回路
17 VCC電圧検出回路
18 整流平滑回路
19 入力検出回路
30 出力回路
31 出力検出回路
L1、L2 インダクタ
C1〜C8 コンデンサ
IC1 シャントレギュレータ
Q1、Q2 トランジスタ
D1〜D13 ダイオード
T1,T2 トランス
N1 1次巻線
N2 補助巻線
N3 2次巻線
DS1、DS2 フォトカプラ
P0〜P4 入力端子
R1〜R15 抵抗

11 Filter 12 Rectifier circuit 13, 13a Control circuit 14, 14a Start-up circuit 15 Step-down chopper circuit 16 Step-down chopper control circuit 17 VCC voltage detection circuit 18 Rectification smoothing circuit 19 Input detection circuit 30 Output circuit 31 Output detection circuits L1, L2 Inductors C1 to C1 C8 Capacitor IC1 Shunt regulator Q1, Q2 Transistors D1-D13 Diode T1, T2 Transformer N1 Primary winding N2 Auxiliary winding N3 Secondary winding DS1, DS2 Photocouplers P0-P4 Input terminals R1-R15 Resistance

Claims (3)

トランスの1次巻線に直列に接続された主スイッチング素子と、
前記主スイッチング素子をスイッチングさせてPWM制御を行う制御回路とを備えたスイッチング電源装置であって、
入力された直流電流が起動抵抗と整流素子とを流れることにより発生された電圧によってオンする第1スイッチング素子、主電極が前記起動抵抗と前記整流素子との接続点に接続された第2スイッチング素子を含む起動回路と、
前記第1スイッチング素子に直列に接続されたコンデンサを有し、前記第1スイッチング素子をスイッチングさせることにより、電源から入力された直流電圧より低い直流電圧を前記コンデンサに出力する降圧チョッパ回路とを備え、
前記電源が投入されると、前記起動抵抗を介して前記第1スイッチング素子がオンして前記コンデンサに電荷が充電され、
前記制御回路は、前記コンデンサの両端電圧が前記制御回路の起動に必要な電圧に達した時に動作を開始し、前記第2スイッチング素子をオンさせて前記起動抵抗により前記第1スイッチング素子がオンするのを停止させ、前記第1スイッチング素子の制御電極に印加される制御信号により前記第1スイッチング素子がスイッチング動作を開始することにより前記降圧チョッパ回路から出力される電圧が印加される前記主スイッチング素子をスイッチングさせてPWM制御を行うことを特徴とするスイッチング電源装置。
A main switching element connected in series to the primary winding of the transformer;
A switching power supply device comprising a control circuit that performs PWM control by switching the main switching element,
Second switching the first switching element is turned on by the generated voltage by the input DC current flows through the starting resistor and the rectifying element, the main electrode connected to a connection point between the starting resistor and the rectifying element A starting circuit including the element ;
Having said first capacitor connected in series with the switching element, by switching the first switching element, a DC voltage lower than the DC voltage inputted from the power supply and a step-down chopper circuit which outputs to said capacitor ,
When the power is turned on, the first switching element is turned on via the starting resistor, and the capacitor is charged.
The control circuit starts operating when a voltage across the capacitor reaches a voltage necessary for starting the control circuit, turns on the second switching element, and turns on the first switching element by the starting resistor. The main switching element to which the voltage output from the step-down chopper circuit is applied when the first switching element starts a switching operation by a control signal applied to the control electrode of the first switching element. A switching power supply device that performs PWM control by switching the power.
前記スイッチング素子および主スイッチング素子は、NチャネルMOSFETから成り、前記降圧チョッパ回路は、直流が入力される端子間に配置され、且つ、前記スイッチング素子、前記コンデンサおよびインダクタの順で直列に接続された直列回路を含み、前記主スイッチング素子のソースは、前記コンデンサと前記インダクタとの接続点に接続されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。 The switching element and the main switching element is an N-channel MOSFET, the step-down chopper circuit is arranged between the terminals of the direct current is input, and, the switching element, connected in series in the order of the capacitor and inductor The switching power supply device according to claim 1, further comprising a series circuit, wherein a source of the main switching element is connected to a connection point between the capacitor and the inductor. 前記降圧チョッパ回路の出力電圧を抵抗分割することにより得られる電圧に基づいて入力電圧の低下による出力電圧の低下を検出する入力検出回路を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載のスイッチング電源装置。   3. An input detection circuit for detecting a decrease in output voltage due to a decrease in input voltage based on a voltage obtained by resistance-dividing the output voltage of the step-down chopper circuit. Switching power supply.
JP2005062958A 2005-03-07 2005-03-07 Switching power supply Expired - Fee Related JP4130444B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005062958A JP4130444B2 (en) 2005-03-07 2005-03-07 Switching power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005062958A JP4130444B2 (en) 2005-03-07 2005-03-07 Switching power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006246686A JP2006246686A (en) 2006-09-14
JP4130444B2 true JP4130444B2 (en) 2008-08-06

Family

ID=37052487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005062958A Expired - Fee Related JP4130444B2 (en) 2005-03-07 2005-03-07 Switching power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4130444B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2194559A1 (en) 2006-09-08 2010-06-09 Panasonic Corporation Plasma display panel and drive method therefor
JP2018153016A (en) 2017-03-14 2018-09-27 ブラザー工業株式会社 Switching power supply and image formation device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006246686A (en) 2006-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI501533B (en) An off-line voltage regulator, off-line regulator integrated circuit and voltage convert method thereof
JP5341627B2 (en) Semiconductor device and switching power supply device
TWI393337B (en) Two stage switching power conversion circuit
JP6255577B2 (en) DC power supply circuit
US9030049B2 (en) Alternating current (AC) to direct current (DC) converter device
JP5056395B2 (en) Switching power supply
RU2480888C2 (en) Circuit of power ratio control and grid source of power supply
TW201236347A (en) Direct current/direct current converter, and power supply apparatus and electronic device using the same
JP6707390B2 (en) INSULATED DC/DC CONVERTER, POWER ADAPTER USING THE SAME, ELECTRONIC DEVICE, AND CONTROL METHOD THEREOF
JPH0993822A (en) Uninterruptible switching regulator
JP5007966B2 (en) AC-DC converter
JP6829957B2 (en) Insulated DC / DC converter and its primary controller, control method, power adapter and electronic equipment using it
JP4130444B2 (en) Switching power supply
US10164513B1 (en) Method of acquiring input and output voltage information
JP2008118754A (en) Switching power supply device, switching frequency setting method
JP2008118755A (en) Power saving circuit and switching power supply device
JP3703378B2 (en) Switching power supply
JP5076997B2 (en) Isolated DC-DC converter
JP2005341627A (en) Dc power supply
JP2004015901A (en) Electric power converter
JP2015126638A (en) Switching power supply device
JP2013046423A (en) Switching power supply device
JP2019033663A (en) Illumination device
JP2002315342A (en) Switching power supply
JP4680453B2 (en) Switching power supply

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071106

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080509

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080521

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110530

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110530

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120530

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120530

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130530

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130530

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140530

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees